风洞实验风机

风洞实验风机系统概述 

低速风洞运转时，维持气流流动的能量是由电动机驱动风扇提供的。气流在风洞管道中的能量耗散，主要表现为压力的下降。风扇的作用正是提高气流的压力。当二者达到平衡时，风洞便能稳定运转。风洞起动时，风扇施加的能量大于气流在流动中的耗散，速度则增加。减速或关车时则相反。 

风扇是在管道中工作的，称之为管道风扇，区别于螺旋桨。飞机的螺旋桨是使气流的速度或动量增加，因而获得气流的反作用力。对于管道风扇来说，由于风扇前后的管道截面不变，速度没有变化，故风扇的作用是使气流的压力升高。 

风洞实验风机一般低速风洞的功率很大，中型风洞即达一千千瓦以上，大型风洞可达几千千瓦甚至上万千瓦。因此要求风扇系统的效率必须很高，否则能量损失太大。风扇系统的总效率定义为风扇系统对气流所做的功与电机供给风扇的能量比。一般要求风扇系统的效率达到80～85%，而单独风扇的效率应达到90%以上。风扇系统的效率不高，说明风扇的工作状况不佳，这不仅会浪费巨大的能量，而且未被利用的能量会使气流品质变坏，并出现巨大噪音，影响风洞的正常使用。 

风洞实验风机用来产生强大气流的风扇是很大的，比如奔驰公司的汽车风洞，其风扇直径就达8.5m，驱动风扇的电动功率高达4000kW，风洞内用来进行实车试验段的空气流速达270km／h。建造一个这样规模的汽车风洞往往需要耗资数亿美元，甚至10多亿，而且每做一次汽车风洞试验的费用也是相当大的。 

目前，我国已研制出一种新型高效节能风机，它的效率可比国际规定值高出3～10%；噪音可比国际规定值降低3～8dB。它运用空气动力学原理，采用航空先进翼型、螺旋桨技术和*佳气动布局，以三元机翼形扭曲叶取代传统的钢板弯曲成型叶片，并对气流通道进行了优化设计，风机性能得到了大幅度提高，*高效率可达90%以上，噪声小于25dB。适用于工业及日常生活的广阔领域，如厂房、建筑物的通风换气、空气调节，矿山、隧道通风、大型锅炉鼓风、引风，冷却塔、化工脱粒塔通风，大型电机电枢和发动机的风冷，风洞风源、航空气垫船、砖瓦窑、陶瓷烧制、水泥生产等所用通风机。 

2.2  风机叶轮及叶栅 

叶轮是风机的核心部分。为确保获得*好的性能和尽可能低的能耗和噪声，选择正确的叶轮是至关重要的。为提高国内风机的技术水平和满足国内客户的需求，某公司引进国外公司的系列叶轮，配合多年从事风机行业的经验，精心设计了多系列的低噪声叶片可调轴流风机。该风机风筒的法兰和集风器部分采用旋压设备旋压而成，外观出色，叶轮采用系列叶片可调叶轮。 

风洞实验风机具有以下特征：叶片采用准三元理论精心设计及制造，具有优良的空气动力性能，且噪声低、重量轻、耐腐蚀、并可按照用户需要做到耐磨、耐高温；根据需要可改变叶片数量和叶片角度，使风机性能达到系统设计的要求；轮毂均采用压模铸铝合金材料，叶片材料有PPG(玻璃纤维加强聚丙烯)，PAG(玻璃纤维加强聚酰烯)，PAG.AS(防静电)，压模铸铝合金(耐高温)，重力铸铝合金等材料；维修方便，如果叶轮中个别叶片损坏，只需将损坏的叶片拆下，换上好叶片后就可以，而不必 更换整个叶轮；采用计算机优化选型：所有叶轮的性能参数均来源于国外公司的风洞实验室，该风洞依据美国标准建立，并得到美国国际空气运动及控制协会(AMCA)的认可。同时在风洞实验的基础上编制了风机优化选型软件，只需输入所要求的风量、风压、温度、转速及叶轮直径等条件，计算机程序即可输出叶轮的性能曲线、数据表格和各项技术参数。根据这些数据，用户可以找出*高效率、*低能耗，*低噪声或价格*低的叶轮，或这些结果的综合。 

该系列风机可广泛应用于冷却塔、气体冷凝器、蒸发器、辐射器、干燥设备及工矿企业、仓库、办公楼、体育文化场馆、宾馆、饭店等工业及民用建筑的通风换气，也可安装在管道内使用。该风机同时可用于消防高温排烟，其采用压模铸铝合金叶轮及专用耐高温电机，结构简单紧凑、流道顺畅宽阔、性能优良、效率高、寿命长。 

此外，由实验中可得风机桨叶的安装角对轴流风机的流量、全压力和功率影响较大，当安装角选取在较小的合适角度之间时，风洞的流量，全压力与实测数据的*大误差小干6%，风机的效率较高．但当安装角度增大时，风洞流量、全压力显着降低，与实测数据的误差增大。此时，电机功率消耗明显增加，风机效率急剧下降。分析其原因，主要是由于随着安装角度的增加，相应气冲角增大，气流通过桨叶逐渐出现脱体现象，以致引入叶栅理论气流的环量计算及茹可夫斯基等值速度的假设与实际流动差距较大造成的。也由于气流绕流的脱体局部产生旋涡大量损失能量，造成风机效率迅速下降．在实际应用中若设计可调的浆叶安装角，选取*佳的角度，即可使风机效率达到*高。